Torni materiali: izbira, zahteve

Sodobna proizvodna oprema je precej zapletena. Torni mehanizmi prenašajo gibanje s pomočjo trenja. To so lahko sklopke, objemke, spone in zavore.

Da bi bila oprema trajna, je delovala brez izpadov, materiali so podani po posebnih zahtevah. Nenehno naraščajo. Navsezadnje se stroji in oprema nenehno izboljšujejo. Njihove zmogljivosti, delovne hitrosti in tudi obremenitve povečujejo. Zato se v procesu delovanja uporabljajo različni torni materiali. Na njihovo kakovost je odvisna zanesljivost, trajnost opreme. V nekaterih primerih je varnost in življenje ljudi odvisna od teh elementov sistema.

Splošne značilnosti

Frikcijski materiali so sestavni deli enot in mehanizmov, ki imajo sposobnost absorpcije mehanske energije in ga razpršijo v okolje. V tem primeru se vsi strukturni elementi ne bi hitro obrabili. Za to imajo predstavljene materiale določene lastnosti.

Koeficient trenja tornih materialov mora biti stabilen in visok. Indeks obrabe je potreben tudi za izpolnjevanje operativnih zahtev. Takšni materiali imajo dobro toplotno odpornost in niso predmet mehanskih vplivov.

Da snov, ki izpolnjuje frikcijske funkcije, ne ujame na delovne površine, ima dovolj lepilnih lastnosti. Kombinacija takšnih lastnosti zagotavlja normalno delovanje opreme in sistemov.

Lastnosti materiala

Frikcijski materiali imajo določen niz lastnosti. Glavne so bile navedene zgoraj. To so uradne lastnosti. Določajo zmogljivost posamezne snovi.

Toda vse servisne značilnosti so določene s sklopom fizikalno-mehanskih in termostatskih indikatorjev. Takšni parametri se spreminjajo med delovanjem materiala. Toda njihova mejna vrednost se upošteva pri izbirnem postopku torne snovi.

Obstaja ločitev lastnosti v statičnih, dinamičnih in eksperimentalnih indikatorjih. Prva skupina parametrov vključuje mejo stiskanja, trdnosti, upogibanja in raztezanja. Vključeni so tudi toplotna kapaciteta, toplotna prevodnost in linearna širitev materiala.

Indeksom, določenim v dinamičnih pogojih, upoštevamo toplotno stabilnost in toplotno upornost. V eksperimentalnih razmerah se določi koeficient trenja, odpornost proti obrabi in stabilnost.

Vrste materialov

Torni materiali sistema zavore in sklopke so običajno izdelani na osnovi bakra ali železa. Druga skupina snovi se uporablja v pogojih povečane obremenitve, zlasti pri suhem trenju. Bakreni materiali se uporabljajo za srednje in lahke obremenitve. In so primerni tako za suho trenje kot tudi za uporabo mazalnih tekočin.

V sodobnih proizvodnih pogojih so se široko uporabljali materiali na podlagi gume in smole. Prav tako se lahko uporabljajo različna polnila iz kovinskih in nekovinskih komponent.

Področje uporabe

Obstaja klasifikacija tornih materialov, odvisno od področja njihove uporabe. Prva velika skupina vključuje naprave za prenos. To so srednji in rahlo natovorjeni mehanizmi, ki delujejo brez mazanja.

Nadalje se razlikujejo torni materiali zavornega sistema, namenjeni srednjim in močno obremenjenim mehanizmom. V teh vozliščih se ne uporablja mazanje.

Tretja skupina vključuje snovi, ki se uporabljajo v krempljih srednjih in močno naloženih enot. Imajo olje.

Razdelite tudi ločeno skupino zavornih materialov, v katerih je tekočo mazivo. Glavni parametri mehanizmov določajo izbiro tornih materialov.

V sklopki, obremenitev deluje na elemente sistema za približno 1 s, in v zavore - do 30 s. Ta indikator določa značilnosti materialov vozlišč.

Kovinski materiali

Kot smo že omenili, so glavni kovinski torni materiali sklopke, zavore so železo in baker. Jeklo in litega železa sta danes zelo priljubljena.

Uporabljajo se v različnih mehanizmih. Na primer, v železniških sistemih se pogosto uporabljajo torni materiali za zavorne čevlje, katerih sestava vsebuje litje železa. Ne zavira, ampak močno izgubi drsne lastnosti pri temperaturi 400 ° C.

Nekovinski materiali

Torne sklopke ali zavorne snovi so prav tako izdelane iz nekovinskih materialov. Ustvarjajo se predvsem na osnovi azbesta (smola, gumijasti del kot vezavni sestavni deli).

Koeficient trenja ostaja dovolj visok do temperature 220 ° C. Če je vezivo smola, je za material značilna visoka odpornost proti obrabi. Toda njihov koeficient trenja je nekoliko nižji glede na druge podobne materiale. Na tej osnovi je priljubljen plastični material retinax. Vsebuje fenol-formaldehidno smolo, azbest, barit in druge sestavine. Ta snov se uporablja za vozle in zavore s težkimi delovnimi pogoji. Njegove lastnosti ohranja tudi pri segrevanju na 1000 ° C. Zato se retinax uporablja tudi v letalskih zavornih sistemih.

Azbestni materiali so izdelani z ustvarjanjem iste tkanine. Impregnira se z asfaltom, gumo ali bakelom in stisne pri visokih temperaturah. Kratka azbestna vlakna lahko tvorijo netkane obliže. Dodajo fino kovinske ostružke. Včasih se uvede medeninasta žica, ki krepi moč v njih.

Sintrani materiali

Obstaja še ena raznolikost predstavljenih komponent sistemov. To je sintran frikcijski material zavornega sistema. Kakšna je ta raznolikost, bo postala jasnejša od načina, kako so narejeni. Pogosto so na jeklenih temeljih. V postopku varjenja so vključene tudi druge komponente. Predtiskane blanke, ki so sestavljene iz mešanic prahu, so izpostavljene visokotemperaturnemu segrevanju.

Takšni materiali se najpogosteje uporabljajo pri močno obremenjenih sklopkah in zavornih sistemih. Njihovo visoko zmogljivost med obratovanjem določata dve skupini sestavnih delov, ki tvorita sestavo. Prvi materiali zagotavljajo dober koeficient trenja in vzdržljivosti, drugi pa stabilnost in zadostno stopnjo adhezije.

Materiali za suho trenje na osnovi jekla

Izbira gradiva za različne sisteme temelji na ekonomski in tehnični izvedljivosti njegove izdelave in delovanja. Pred desetimi leti so potrebovali materiale na osnovi železa, kot so PMK-8, MKV-50A, pa tudi QMS. Torni materiali za zavorne ploščice, ki so delali v močno obremenjenih sistemih, so kasneje izdelali iz PMK-11.

MKV-50A je nov razvoj. Uporablja se pri proizvodnji oblog za disk zavore. Ima prednost nad skupino PMC v smislu stabilnosti, odpornosti proti obrabi.

V sodobni proizvodnji so materiali tipa SMK postali bolj razširjeni. Povečali so vsebnost mangana. V sestavek so vključeni tudi borov karbid in nitrid, molibden disulfid in silicijev karbid.

Materiali na osnovi bronze za suho trenje

V prenosnih in zavornih sistemih za različne namene so se izkazali materiali, ki temeljijo na kositra bron. Parne dele iz litega železa ali jekla nosijo veliko manj kot torni materiali na osnovi železa.

Predstavljena vrsta materialov se uporablja tudi v letalski industriji. Za posebne delovne pogoje se kositra lahko zamenja s snovmi, kot so titan, silicij, vanadij, arzen. To preprečuje nastajanje medkristalinske korozije.

Materiali na osnovi kositra bronaste se pogosto uporabljajo v avtomobilski industriji, pa tudi pri proizvodnji kmetijskih strojev. Odporne na težke tovore. Sestavine zlitine 5-10% kositra zagotavljajo večjo trdnost. Svinec in grafit igra vlogo trdnega maziva, silicijev dioksid ali silicij pa povečuje koeficient trenja.

Delovanje v pogojih tekočega mazanja

Materiali, uporabljeni v suhih sistemih, imajo pomembno pomanjkljivost. Hitro se obrabijo. Če dobijo maščobe iz sosednjih vozlišč, se njihova učinkovitost drastično zmanjša. Zato so v zadnjem času materiali, ki so namenjeni za delo v tekočem olju, vse bolj porazdeljeni.

Takšna oprema se gladko vklopi, za katero je značilna visoka raven vzdržljivosti. Z lahkoto se ohladi in enostavno zapira.

V tuji praksi so se v zadnjem času povečali obseg proizvodnje takšnih izdelkov kot materiala tornih listov za zavore, sklopke in druge mehanizme na osnovi azbesta. Impregnira s smolo. Sestava vključuje oblikovane elemente z visoko vsebnostjo kovinskih polnil.

Najpogosteje za mazalni medij uporabljajo sintrane materiale, izdelane iz bakra. Da bi povečali trenje, se v sestavo vključijo nekovinske trdne komponente.

Izboljšanje lastnosti

Najprej izboljšanje zahteva odpornost proti obrabi, ki jo imajo torni materiali. Gospodarska in operativna primernost predstavljenih komponent je odvisna od tega. V tem primeru tehnologi razvijajo načine za odpravo čezmernega segrevanja na trenjah. Da bi to naredili, izboljšajte lastnosti tornega materiala samega sebe, zasnovo naprave in uravnavate tudi delovne pogoje.

Če se materiali uporabljajo v razmerah suhega trenja, je posebna pozornost namenjena njihovi toplotni odpornosti in odpornosti proti oksidaciji. Takšne snovi so manj nagnjene k obrabi abrazivov. Ampak za sisteme z mazanjem toplotna upornost ni tako pomembna. Zato se več pozornosti namenja njihovi moči.

Tudi tehnologi, hkrati pa izboljšujejo kakovost tornih materialov, bodite pozorni na njihovo stopnjo oksidacije. Manjši je, dlje so komponente mehanizmov. Druga smer je zmanjšanje poroznosti materiala.

Sodobna proizvodnja bi morala izboljšati uporabne dodatne materiale v procesu izdelave različnih mobilnih, prenosnih naprav. To bo ustrezalo naraščajočim potrošniškim in operativnim zahtevam za trenje.